Заказать обратный звонок +7 (48762) 7-37-08 +7 (48762) 7-36-44
https://uk-cert.ru
Учебно-консультационный центр аварийно-спасательных формирований
 

Доклад на тему "Обеспечение взрывобезопасности при выполнении аварийно-спасательных работ"

     Материалы предоставлены Богачем Виталием Васильевичем - участником Всероссийского семинара руководителей АСС и АСФ, директором Приокского филиала Ассоциации "Ростехэкспертиза".

 

Основные характеристики взрывоопасных смесей паров и газов с воздухом

     Взрывоопасная зона - часть замкнутого или открытого пространства, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества и в котором они могут находиться при нормальном режиме технологического процесса или его нарушении (аварии).

     Температура самовоспламенения - самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

     Температура вспышки - самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

     Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

 

Классификация взрывоопасных зон

     1) 0-й класс - зоны, в которых взрывоопасная смесь газов или паров жидкостей с воздухом присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа;
     2) 1-й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси;
     3) 2-й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси газов или паров жидкостей с воздухом, но возможно образование такой взрывоопасной смеси газов или паров жидкостей с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования.

     Постоянная (непрерывная) утечка образует, как правило, зону класса 0, утечка первой степени - зону класса 1 и второй степени - зону класса 2.

 

Соответствие классов взрывоопасных зон

Таблица 1. Соответствие классов взрывоопасных зон (для смесей газов и паров жидкостей с воздухом).

Класс взрывоопасной зоны по №123-ФЗ и МЭК 60079-10:2002

Класс 0

Класс 1

Класс 2

Класс взрывоопасной зоны по ПУЭ

В-I

В-I

В-Iа, В-Iб, В-Iг

     Примерами различных источников утечки могут быть:

     a) поверхность горючей жидкости - источник непрерывной утечки;

     б) уплотнения насосов, компрессоров или клапанов с утечкой горючего вещества в нормальном режиме работы – источник утечки первой степени;

     в) уплотнения насосов, компрессоров и клапанов, фланцы, соединения и трубные фитинги, через которые утечка горючего вещества в нормальном режиме работы невозможна - источник утечки второй степени.

 

Классификация взрывозащищенного электрооборудования

     Взрывозащищенное электрооборудование по уровням взрывозащиты подразделяется на следующие виды:

     1) особовзрывобезопасное электрооборудование (уровень 0);

     2) взрывобезопасное электрооборудование (уровень 1);

     3) электрооборудование повышенной надежности против взрыва (уровень 2).

 

     Взрывозащищенное электрооборудование по допустимости применения в зонах подразделяется на оборудование:

     1) с рудничным метаном (группа I);

     2) с промышленными газами и парами (группа II и подгруппы IIА, IIВ, IIС).

     Подгруппы IIA, IIB и IIC определяются значением безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду), таблица 4;

     3) в среде пылей (группа III).

 

Определение подгрупп IIA, IIB и IIC взрывозащищенного электрооборудования

Таблица 2. Определение подгрупп IIA, IIB и IIC взрывозащищенного электрооборудования

Подгруппа

БЭМЗ (мм)

IIA

0,9 и более

IIB

от 0,5 до 0,9

IIC

0,5 и менее

Таблица 3. Температурные классы электрооборудования группы II

Температурный класс

Наибольшая допустимая температура поверхности, градусов Цельсия

Является взрывозащищенным для взрывоопасных смесей па­ров и газов с воздухом с темпе­ратурой самовоспламенения, градусов Цельсия

Т1

450

Более 450

Т2

300

Более 300

Т3

200

Более 200

Т4

135

Более 135

Т5

100

Более 100

Т6

85

Более 85

 

 Маркировка взрывозащищенного электрооборудования

     Взрывозащищенное электрооборудование должно иметь маркировку. В приведенной ниже последовательности должны указываться:

     1) знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
     2) знак, относящий электрооборудование к взрывозащищенному (Ех);
     3) знак вида взрывозащиты (d, p, i, q, о, s, e);
     4) знак группы или подгруппы электрооборудования (I, II, IIА, IIВ, IIС, III);
     5) знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

     Примеры маркировки: 1ExdIIAT3, 0ExiIICT6, 2ExedIIBT3.

 

Определение минимальных допустимых степеней и уровней защиты неэлектрического оборудования, применяемого во взрывоопасных зонах при ведении газоспасательных работ

 

     Возможные причины взрывов при применение неэлектрического оборудования:

     1) нагрев поверхности, образование искр механическим путем, накопление и разряд;

     2) статического электричества, попадание электропроводящих частей в поле ;

     3) электромагнитного излучения, адиабатическое сжатие и ударные волны.

     Электромагнитные волны излучают все системы, которые генерируют и используют электрическую энергию радиочастотного диапазона 104 до 3×1012 Гц (радиочастотные системы), например, радиопередатчики, промышленные или медицинские генераторы радиочастот, используемые для обогрева, сушки, затвердевания, сварки и резки.

     Все электропроводящие части, расположенные в поле излучения, действуют как принимающие антенны. Если электромагнитное поле имеет достаточную мощность и если принимающая антенна будет достаточно большой, то такие электропроводящие части могут вызывать воспламенение взрывоопасных сред.

     Солнечный свет может вызвать воспламенение, если предметы вызывают конвергенцию излучения (например, бутылки, которые действуют как линзы, концентрирующие отражатели).

     При лазерном излучении (например, в системах связи, приборах для измерения расстояния при изыскательных работах, в измерителях дальности видимости) энергия или удельная мощность даже несфокусированного луча могут быть настолько велики, что воспламенение взрывоопасной среды становится возможным.

     При использовании ультразвуковых волн значительная доля энергии, испускаемой электроакустическим преобразователем, поглощается твердыми или жидкими веществами. В результате вещество, подвергнутое воздействию ультразвуковых волн, нагревается настолько, что может произойти воспламенение взрывоопасной среды.

 

Оборудование для потенциально взрывоопасных сред подразделяется на следующие группы:

     1) оборудование Группы I, предназначенное для применения в подземных выработках шахт и их наземных строениях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли.

     2) оборудование Группы II, предназначенное для применения во взрывоопасных газовых средах в помещениях и наружных установках, кроме подземных выработок шахт, рудников и их наземных строений. Данная группа включает три уровня взрывозащиты:

          - уровень взрывозащиты Ga,

          - уровень взрывозащиты Gb,

          - уровень взрывозащиты Gc;

     Для некоторых конкретных видов взрывозащиты оборудование Группы II может подразделяться на подгруппы IIA, IIВ и IIС в соответствии с категорией взрывоопасности смеси, для которой оно предназначено:

          - подгруппа IIА - типовым газом является пропан;

          - подгруппа IIВ - типовым газом является этилен;

          - подгруппа IIС - типовым газом является водород.

     3) оборудование Группы III, предназначенное для применения во взрывоопасных пылевых средах в помещениях и наружных установках, кроме подземных выработок шахт, рудников и их наземных строений. Данная группа в соответствии с предусмотренным уровнем взрывобезопасности включает три уровня взрывозащиты:

     Оборудование с уровнем взрывозащиты Ga предназначено для применения в местах, где взрывоопасная среда, создаваемая смесями воздуха и газов, паров или туманов, присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени, или часто.

 

Классификация максимальных температур поверхности для оборудования

Таблица 4. Классификация максимальных температур поверхности для оборудования Группы II с уровнями взрывозащиты Ga, Gb, Gc

Температурный класс

Максимальная температура поверхности, °С

Т1

450

Т2

300

Т3

200

Т4

135

Т5

100

Т6

85

Таблица 5. Оборудование, применяемое в различных зонах

Зона

Уровень взрывозащиты

Взрывоопасные среды

Класс 0

Ga

Смесь газ/воздух; смесь пар/воздух; смесь туман/воздух

Класс 1

Ga или Gb

Смесь пыль/воздух

Класс 2

Ga или Gb, или Gc

Смесь газ/воздух; смесь пар/воздух; смесь туман/воздух

 

Взрывозащита радиостанций

     Радиосвязь должна обеспечиваться применением взрывозащищенных радиостанций.

     Обозначение взрывозащиты:

     Entel HT-952, 953

     Класс взрывозащиты ATEX:  II 2G Ex ib IIC T4
     Пыле и влагозащита: IP68

     1) Motorola GP680 EX

     2) Motorola GP340

     Радиостанция может быть выполнена во взрывозащищенном исполнении по классу взрывобезопасности 2 Ex ic IIB T3 X. При этом она должна быть укомплектована соответствующим взрывобезопасным аккумулятором.

     1) Motorola CP140

     2) Icom  (Серия «IC» различных модификация)

 

Радиостанции Icom  (Серия «IC» различных модификаций)

IcomIC-M24

Герметичный корпус IPX7

Icom IC-V82

Icom IC-M36

Герметичный корпус IPX7

Hytera TC-508

Hytera TC-700

Hytera TC-780M

 

Определение классов и размеров взрывоопасных зон в условиях организации и ведения газоспасательных работ

 

     При определении класса взрывоопасной зоны, формирующейся в условиях аварии с выбросом взрывоопасных газов или жидкостей необходимо учитывать следующие факторы:

     1) вероятность образования и присутствия взрывоопасной газовой смеси – высокая;
     2) источник утечки – непрерывный либо первой степени (открытые проливы жидкостей, отверстия в оборудовании, нарушения герметичности оборудования либо существует угроза выделения взрывоопасных веществ через уплотнения, клапаны, соединения или другие элементы).

     В соответствии с соответствии с №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и международным стандартом МЭК 60079-10:2002 такие зоны отвечают классам 0 и 1, по ПУЭ – классу В-I.

     При этом в связи с отсутствием точных данных и сложностью осуществления обоснованного выбора между классами взрывоопасной зоны 0 и 1 в условиях аварии и выполнения газоспасательных работ необходимо принимать класс взрывоопасной зоны 0.

     Класс взрывоопасной зоны 1 может приниматься только при достаточной информации об условиях аварии либо после уточнения обстановки или устранения (ликвидации) источников непрерывной утечки.

 

Применение газоанализаторов

---Газоанализаторы настраиваются на ПДК или НКПР веществ.

Таблица 6. Значения предельно-допустимой концентрации и НКПР в одних единицах измерений и сравнение значений для некоторых веществ.

 

Наименование вещества

ПДК, мг/м3

ПДК, об %

 

НКПР, % об

НКПР, г/м3

1

аммиак

20

0,003

15

106

2

бензин

300

0,008

1

41,6

3

нефть сырая

10

0,0001

1,2

125

4

керосин

300

0,003

1,4

140

5

дизельное топливо

300

0,003

2

199

6

метан

300

0,045

5

33

7

ацетилен

200

0,018

2,2

25,5

8

пропан

300

0,016

1,7

31

 

ПДК << НКПР

Определяя газоанализатором, настроенным на НКПР, включение произойдет в зоне, где превышается ПДК в сотни раз.

 

Принцип работы газоанализаторов

     Принцип работы газоанализаторов («СГГ», «АНКАТ», «ALTAIR», «КОЛИОН»), использующих термохимические датчики, основан на измерении повышения температуры нагретой платиновой нити, на поверхности которой происходит каталитическое сгорание горючих компонентов газовой смеси.

СхНу+O2 = CO2 + H2O + Q

Таблица 7. Количество тепла, выделяющегося при сгорании углеводородов массой, соответствующей НКПР в 1 м3.

№ п/п

Вещество

Q кДж

Отношение к СН4, %

1

метан

1750

100%

2

этан

1742

100%

3

пропан

1686

96%

4

бутан

1799

103%

5

керосин

4080

233%

6

нефть

5491

314%

7

ацетилен

2164

124%

8

бензин

1964

112%

9

дизтопливо

6481

370%

      Ошибка определения газоанализатором на термохимических датчиках, настроенным по СН4 может достигать до 4 раз при анализе других веществ.

 

Перечень использованных нормативных документов

     1) Технический регламент таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»
     2) Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
     3) Международный стандарт ГОСТ Р 52350.10-2005 (МЭК 60079-10:2002) "Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 10. Классификация взрывоопасных зон")
     4) Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-ое издание (утв. Приказом Минэнерго РФ от 20 июня 2003 г. N 242)
     5) ГОСТ Р ЕН 13463-1-2009 «Неэлектрическое оборудование, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 1.  Общие требования» (EN 13463-1:2001 «Non-electrical equipment for potentially explosive atmospheres - Part 1: General requirements


 Некоторые взрывоопасные смеси паров и газов в воздухе и соответствующие допустимые группы (подгруппы) и температурный класс взрывозащищенного оборудования

Таблица 8. Некоторые взрывоопасные смеси паров и газов в воздухе и соответствующие допустимые группы (подгруппы) и температурный класс взрывозащищенного оборудования

Допустимая группа или подгруппа взрывозащищенного оборудования

Допустимый температурный класс взрывозащищенного оборудования

Вещества, образующие с воздухом взрывоопасную смесь

II, IIА, IIB, IIC

Т1-Т6

Аммиак, аллил хлоридный, ацетон, ацетонитрил, бензол, бензотрифторид, винил хлористый, винилиден хлористый, 1,2-дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, диизопропиловый эфир, доменный газ, изобутилен, изобутан, изопропилбензол, кислота уксусная, ксилол, метан (промышленный)*, метилацетат, альфа-метилстирол, метил хлористый, метилизоцианат, метилхлорформиат, метилциклопропилкетон, метилэтилкетон, окись углерода, пропан, пиридин, сольвент нефтяной, стирол, спирт диацетоновый, толуол, трифторхлорпропан, трифторпропен, трифторэтан, трифторхлорэтилен, триэтиламин, хлорбензол, циклопентадиен, этан, этил хлористый

Т2-Т6

Алкилбензол, амилацетат, ангидрид уксусный, ацетилацетон, ацетил хлористый, ацетопропилхлорид, бутан, бутилацетат, бутилпропионат, винилацетат, винилиден фтористый, диатол, диизопропиламин, диметиламин, диметилформамид, изопентан, изопрен, изопропиламин, изооктан, кислота пропионовая, метиламин, метилизобутилкетон, метилметакрилат, метилмеркаптан, метилтрихлорсилан, 2-метилтиофен, метилфуран, моноизобутиламин, метилхлорметилдихлорсилан, окись мезитила, пентадиен-1,3, пропиламин, пропилен. Спирты: бутиловый нормальный, бутиловый третичный, изоамиловый, изобутиловый, изопропиловый, метиловый, этиловый. Трифторпропилметилдихлорсилан, трифторэтилен, трихлорэтилен, изобутил хлористый, этиламин, этилацетат, этилбутират, этилендиамин, этиленхлоргидрин, этилизобутират, этилбензол, циклогексанол, циклогексанон

Т3-Т6

Бензины. Бутилметакрилат, гексан, гептан, диизобутиламин, дипропиламин, альдегид изовалериановый, изооктилен, камфен, керосин, морфолин, нефть, эфир петролейный, полиэфир ТГМ-3, пентан, скипидар, спирт амиловый, триметиламин, уайт-спирит, циклогексан, диклогексиламин, этилдихлортиофосфат, этилмеркаптан

Т4-Т6

Ацетальдегид, альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан, тетраметилдиаминометан, 1,1,3-триэтоксибутан

II, IIB, IIC

Т1-Т6

Коксовый газ, синильная кислота

Т2-Т6

Дивинил, 4,4-диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, диэтилдихлорсилан, камфорное масло, кислота акриловая, метилакрилат, метилвинилдихлорсилан, нитрил акриловой кислоты, нитроциклогексан, окись пропилена, окись-2-метилбутена-2, окись этилена, растворители АМР-3 и АКР, триметилхлорсилан, формальдегид, фуран, фурфурол, эпихлоргидрин, этилтрихлорсилан, этилен

Т3-Т6

Акролеин, винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан, триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан, этилцеллозольв

Т4-Т6

Дибутиловый эфир, диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля

II, IIC

Т1-Т6

Водород, водород 75% + азот 25%

Т2-Т6

Ацетилен, метилдихлорсилан

Т3-Т6

Трихлорсилан

Т5-Т6

Сероуглерод

      * В промышленном метане содержание водорода может составлять до 0,15 объемной доли.